浅谈建筑设计中的结构理念:《建筑结构》

　　【摘 要】建筑结构设计是一项系统的、全面的工作,在设计中存在的问题是多种多样的,需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。通过加深对建筑结构设计内容与原则的认识,注意结构设计中常见的问题,可以有效地提高结构设计水平。
　　【关键词】建筑结构；设计；问题
　　一、建筑结构设计的概述
　　由建筑材料做成用来承受各种荷载或者作用，以起骨架作用的空间受力体系。建筑物根据其结构形式,可以分为排架结构、框架结构、剪力墙结构、筒体结构和大路结构等。剪力墙的建立就是房屋或构筑物中主要承受风荷载或地震作用引起的水平荷载的墙体。防止结构剪切破坏。剪力墙的主要作用是承担竖向荷载（重力）、抵抗水平荷载（风、地震等）。剪力墙结构中墙与楼板组成受力体系，缺点是剪力墙不能拆除或破坏，不利于形成大空间，住户无法对室内布局自行改造。短枝剪力墙结构应用越来越广泛，它采用宽度（肢厚比）较小的剪力墙，住户可以一定范围内改造室内布局，增加了灵活性，但这是以整个结构受力性能的降低为代价的（虽然有试验和研究表明这种降低幅度较小）。建筑物中的竖向承重构件主要由墙体承担时，这种墙体既承担水平构件传来的竖向荷载，同时承担风力或地震作用传来的水平地震作用。剪力墙即由此而得名(抗震规范定名为抗震墙)。剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙，因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。剪力墙结构体系，有很好的承载能力，而且有很好的整体性和空间作用，比框架结构有更好的抗侧力能力，因此，可建造较高的建筑物。剪力墙结构的优点是侧向刚度大，在水平荷载作用下侧移小，其缺点是 剪力墙的间距有一定限制，建筑平面布置不灵活，不适合要求大空间的公共建筑，另外结构自重也较大，灵活性就差。由于短肢剪力墙结构相对于普通剪力墙结构其抗侧刚度相对较小，设计时宜布置适当数量的长墙，或利用电梯，楼梯间形成刚度较大的内筒，以避免设防烈度下结构产生大的变形，同时也形成两道抗震设防。短肢剪力墙结构的抗震薄弱部位是建筑平面外边缘的角部处的墙肢，当有扭转效应时，会加剧已有的翘曲变形，使其墙肢首先开裂，应加强其抗震构造措施，如减小轴压比，增大纵筋和箍筋的配筋率。高层短肢剪力墙结构在水平力作用下，显现整体弯曲变形为主，底部外围小墙肢承受较大的竖向荷载和扭转剪力，由一些模型试验反映出外周边墙肢开裂，因而对外周边墙肢应加大厚度和配筋量，加强小墙肢的延性抗震性能。短肢墙应在两个方向上均有连接，避免形成孤立的“一”字形墙肢。在建筑设计的时候要准备好作为备料、施工组织工作和各工种在制作、建造工作中互相配合协作的共同依据。便于整个工程得以在预定的投资限额范围内，按照周密考虑的预定方案，统一步调，顺利进行。
　　二、建筑结构设计中的结构理念
　　在建筑结构的设计中，建筑质量的好坏主要由设计质量和施工质量两个方面来衡量。相对而言,建筑设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。剪力墙是建筑物的分隔墙和围护墙，因此墙体的布置必须同时满足建筑平面布置和结构布置的要求。如果在设计的过程中，我们对其建筑的结构设计得时候不采用剪力墙就需要，考虑以下方面来进行施工：1、柱、梁截面应合理：由位移、轴压比、配筋率等控制，梁大跨取大截面，小跨取小截面，连续跨梁截面宽度宜相同。柱截面应每隔3层左右收小一次，以节约投资，每次收小时应每侧不小于50mm，以方便支模，也不宜大于200mm，以免刚度突变，最上段（顶上几层）可用300mm×300mm（应满足计算要求）。收小柱截面，也可相应增加使用面积。混凝土强度等级：宜≥C25（留有余地），柱梁宜同，变柱截面处不变混凝土强度等级，以免刚度突变。2、柱设计。纵筋配筋率不宜大于5﹪，纵筋配筋率大于3﹪时对箍筋直径、间距、弯钩有要求，也可焊成封闭环式（与89规范规定必须焊成封闭环式不同了），抗震设计时不应大于5﹪；抗震设计时不应大于5﹪，纵筋净间距应≥50mm，抗震设计时，截面尺寸大于400mm的柱，纵筋间距不宜大于200mm. 一个截面宜一种直径，宜对称配筋，方便施工，自己设计也简单；钢筋直径不宜上大下小。强柱弱梁，纵筋不要太小，除一、二层框架可用φ16、φ18外，最好用φ20以上。在建筑结构设计中要充分来考虑具体情况，方便施工。
　　三、浅谈建筑设计中易出现的问题
　　在建筑结构设计中应该注意的问题主要有以下几点：1、关于梁、板的计算跨度。建筑物中,梁、拱券两端的承重结构之间的距离，两支点中心之间的距离。当地震作用组合控制结构设计时，尚应采取抗震构造措施，因为按抗震规范关于在6～8度时抗震措施应提高1度的规定，将因构件宽厚比普遍减小使这种房屋失去其固有的轻型特点。一般的手册或教科书上所讲的计算跨度,如净跨的1.1倍等,梁板结构,简单点讲,可认为是在梁的中心线上有一刚性支座,取消梁的概念,将梁板统一认为是一变截面板。在扁梁结构中,梁高比板厚大不了多少时,应将计算长度取至梁中心,选梁中心处的弯矩和梁厚,及梁边弯矩和板厚配筋,取二者大值配筋，于在什么情况下要进行抗震验算。设计计算表明，7度时可不作抗震验算，但8度时无论有无吊车，横向刚度和纵向框架均需作抗震验算。此外，当局部有多于l层且与门式刚架相连接的附属房屋时，也需作抗震验算。此处，局部多层仅限于面积较小的内置轻型办公类房屋。2、关于回弹再压缩。基坑开挖时,摩擦角范围内坑边的基底土受到约束、不反弹,坑中心的地基土反弹,回弹以弹性为主,回弹部分被人工清除。当基础较小,坑底受到很大约束,如独立基础,回弹可以忽略,在计算沉降时,应按基底附加应力计算。当基坑很大时,相对受到较小约束。3、设计剪力墙结构的侧向刚度不宜过大，如果采用全剪力墙结构，即除门窗洞外均为剪力墙，无一片后砌的填充墙，第一周期只有1.02秒，侧向刚度过大，使地震作用过大，不经济，不合理。关于底层剪力墙的厚度：抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于总底部地震倾覆力矩的50％。剪力墙的计算配筋应为墙肢一端的配筋量。在短肢剪力墙较多的剪力墙结构中，多数设计人员将较短的墙段都画为约束边缘构件或构造边缘构件，将计算需要的纵向钢筋均匀配置在整个墙段内，这是不妥的，因为配置在墙肢中和轴附近的钢筋并不能发挥作用，因此纵向钢筋应向墙肢端部集中，宜打印剪力墙边缘构件配筋计算结果复核。抗震墙的墙肢长度不大于墙厚的3倍时，应按柱的要求进行设计，箍筋应沿全高加密，SATWE等程序在计算时也是照此条规定办理。如墙厚为200mm，墙肢长度600～800mm，虽然墙肢长度达到墙厚的3～4倍，认为仍宜按柱配筋。 有些人在电算总信息中输入分布筋的配筋率为0.30％，剪力墙的竖向、横向分布筋也不必太大，如墙厚为200或250mm，纵、横向分布筋都配φ12＠200双排（配筋率达0.565～0.452％）似无必要，但钢筋间距宜≤200mm，对防止剪力墙开裂有好处。
　　参考文献：
　　[1]孔雅莎,《建筑结构设计杂谈》[J].建筑结构,2009
　　[2]颜兴强,《浅谈建筑结构设计方法》[J].沿海企业与科技,2009(5)
　　[3]熊煜,《建筑结构设计中若干问题分析》[J].山西建筑,2009(25)